UPCII M MicrobiologiaTeórica 25 e 26

2º Ano2015/2016

Sumário Capítulo XX. Doenças Periodontais

Definições O papel da placa bacteriana nas doenças

periodontais Teorias da placa

Agentes etiológicos das patologias periodontais Virulência dos agentes microbianos associados

à doença periodontal Mecanismos imunopatogénicos de destruição

de tecidos em doença periodontal

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Doenças periodontaisSAÚDE

GENGIVITE

PERIODONTITE

PERIODONTITEAVANÇADA

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Periodontite Crónica

+ comum Associada a factores locais

Microbiota variável Progressão lenta

Agressiva Severidade independente de factores locais

Aumento de A. actinomycemcomitans Progressão rápida Com padrão familiar

Leucócitos polimorfonucleares Macrófagos hiper-responsivos (↑Prostaglandinas, ↑ IL1-β).

Necrotizante Em indivíduos com outras patologias sistémicas (HIV) trench-mouth

Peri-implantite

LOCALIZADA

GENERALIZADA

1ºs molares e produção aumentada de anticorpos

Outros dentes e pouca produção de anticorpos

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Doença periodontal Patologia infeciosa oportunista Envolve fatores do hospedeiro:

Genéticos Envolvidos na resposta imune Envolvidos em patologia sistémicas como diabetes

Higiene oral Associada às espécies microbianas presentes

Hábitos “sociais” Principalmente os que afetam a resposta imunológica

como tabaco e alcoolismo

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Placa bacteriana e patologia periodontal Hipótese da placa

não específica (até 70’s) Idade Índices de placa Limiar de resposta

Hipótese da placa específica (meio dos 70’s) Excepções ao anterior

(por vezes no mesmo paciente)

Estudos de cultivo com resultados diferentes

9-12-20156 T25 e26 MJC HIPÓTESE ECOLÓGICA

KEYSTONE PATHOGENS

Placa bacteriana e patologia periodontal

CULTURAVS.

TÉCNICASMOLECULARES

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Placa bacteriana e patologia periodontal

Hipótese da placa específica (meio dos 70’s) Excepções ao anterior

(por vezes no mesmo paciente)

Estudos de cultivo com resultados diferentes

Associação de A.a a periodontite agressiva

Bastonetes

(G+) Coc

-ci(G+

)

Bastonetes

(G-)

Coc-ci

(G-)

Facultativos

Anaeróbios

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Hipótese ecológica da placa

FC PHProfun

-didade e

Sangra-

mento

Profun-

didade e

Sangra-

mento

BIOLOGICALCOMPLEXESSOCRANSKY

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Implicações na Terapêutica ??? Como é feita actualmente? Como deverá ser feita?

9-12-201510 T25 e26 MJC

9-12-2015T25 e26 MJC 11

9-12-2015T25 e26 MJC 12

Progressão do ecossistema até à doença periodontal

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Adesão das bactérias peridontopatogenicas P.gingivalis

Fim A e Mfa Internalin J Hemaglutininas

Aggregatibacter FLP tipo IV (genes tad) Aae e ApiA (adesão especifica às células epiteliais) EmaA adesão ao colagénio

T. denticola OMP Msp (ligação a MMPs e células)

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Adesão das bactérias peridontopatogenicas F. nucleatum

RadD outras bactérias FadA ligação às células epiteliais

T. forsythia BspA adesina para outras bactérias, células do

hospedeiro e matriz

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Invasão das células epiteliais P. gingivalis

Integrinas Ação sobre o citoesqueleto Inibição da apoptose

Como resultado da invasão por peridonto patogénicas as células epiteliais podem acionar a secreção de interleucinas.

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Estabelecimento da etiologia Postulados de Koch?

Dificuldades no cultivo Presença em Indivíduos/locais saudáveis Dificuldades de identificação Falta de modelo animal

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Alternativas Associação Eliminação Resposta do hospedeiro Patogenicidade em modelos animais Factores de virulência Porphyromonas gingivalis

Aggregatibacter actinomycemcomitans

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A. actinomycetemcomitans P. gingivalis

Associação>Crónicas e LAP (Tecidos do hospedeiro)

25% saudáveis> Lesões periodontais

EliminaçãoLesões tratadas (=0) Lesões recorrentes (>)

Lesões tratadas (=0)Lesões recorrentes (>)

Resposta> de Ac no FC e soro LAP > de Ac no FC e soro

(Perio)

ModeloRoedores Roedores e primatas

não humanos

Factores de virulênciaVer à frente

9-12-2015 T1319

T25 e26 MJC

Aggregatibacter actinomycemcomitans Anaeróbio Facultativo Não móvel Bastonete G- Números aumentados em LAP e periodontite

crónica Existe também em lesões tratadas e em locais

saudáveis Existem 5 serótipos (a-e) Serótipo b associado a locais com patologia Estirpes que produzem leucotoxina associadas

a LAP9-12-201520 T25 e26 MJC

Porphyromonas gingivalis Anaeróbio Não móvel Bastonete G- Associada a lesões 25% locais saudáveis têm Há diferentes estirpes

9-12-201521 T25 e26 MJC

Virulência dos agentes periodontais Complexa

Modulação da resposta do hospedeiro Multifactorial Espécies mais estudadas:

P. gingivalis A. actinomycemcomitans T. denticola E. corrodens F.nucleatum P. intermedia T. forsythia

Há mecanismos comuns a estas e outras espécies Factores de virulência:

Moléculas Mecanismos

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Factores de virulência (Moléculas) de P.gingivalis Proteases

Nutrição Efeitos em proteínas importantes do hospedeiro

Gingipains (proteases de cisteina) R(arginina) K (lisina)

prtT (proteases de cisteina tipo strep) Periodontain (inibidor de serpins -protease alfa1) Trp (pz-peptidase) tipo papaina Aminopeptidases Peptidase tipo conversora de endotelina Prolil dipeptidil peptidase IV (digestão de matriz extracelular)

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Hemaglutininas Nas fimbrias Na LPS Em lípidos de superfície Como domínios de proteases HagA-C

Medeiam ligação a epitélio e eritrócitos

Adesão ↔hemaglutinação ↔ fimbriação ↔ proteólise

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Factores de virulência (Moléculas) de P.gingivalis

Factores de virulência (Moléculas) de P.gingivalis LPS

Ácidos gordos mais longos e ramificados Menos propriedades endotóxicas

Fimbrias ~45kDa Fimbrilina (FimA) 67kDa (fimbrias menores) Adesão colonização e destruição periodontal Vacinação com FimA protege contra reabsorção

óssea Vesículas

Típicas de G- Veículos de entrega dirigida de toxinas (LPS,

hemaglutininas, proteases)

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Comparados com enterobacterias

Cápsula polissacárida Seis serótipos existentes Encapsuladas menos fagocitadas mais virulentas Cápsula mascara LPS

9-12-201526 T25 e26 MJC

Factores de virulência (Moléculas) de P.gingivalis

Factores de virulência (Mecanismos) - P.gingivalis

Adesão, colonização e formação de biofilme Biofilme Agregação intergénica com:

Streptococci orais e Actinomyces naeslundii Fusobacterium Treponema denticola e Tanerella forsythia

Fimbrias Células epiteliais Fibroblastos Células endoteliais Matriz extracelular (fibronectina e fibrinogénio) Prps e estaterina Hidroxiapatite coberta de saliva FimA inibida por S. cristatus inibida a formação de biofilme SspB de S.gordonii interage com P.gingivalis

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Factores de virulência (Mecanismos) - P.gingivalis

Invasão das células epiteliais FimA e integrinas Arranjos do

citoesqueleto Sinalização MAPK

Alteração [Ca++] Transcrição de IL8

Produção de proteases digestoras da matriz extracelular

9-12-201528 T25 e26 MJC

Factores de virulência (Mecanismos) - P.gingivalis

Invasão das células endoteliais Presença em placas ateroscleróticas Invasão in vitro de endotélio Estímulo de citocinas e CAMs Mediada por FimA Fica no autofagosoma que não matura

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Factores de virulência (Mecanismos) - P.gingivalis

Proteolítica Degradação de matriz extracelular Degradação de mediadores químicos do hospedeiro Degradação de receptores do hospedeiro (C5a)

Activação Prototrombina Proteina C Factor X Kallikrein-kinin Neutrófilos

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Factores de virulência (Mecanismos) - P.gingivalis

Resposta inflamatória Promoção

Activação de citocinas e quimocinas PMN Monócitos Células epiteliais

Inibição IL-1ra IL-4 Degradação de citocinas Antagonismo na produção de IL-8 (factores de

transcrição) Diminuição de TLR expressos à superficie

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IL-1beta, TNF-alfa, IL-6 e IL-8

Inflama-ção

e reabsor-ção óssea

Factores de virulência (Mecanismos) - P.gingivalis

Reabsorção óssea, destruição óssea e inibição da formação de osso Interferência na regulação da actividade de

osteoblastos e osteoclastos. Activação de osteoclastos por LPS IL-1beta,

prostaglandina E2 (PFGE2) e TNF-alfa aumenta produção de proteases do hospedeiro que destroem tecido conjuntivo e osso e inibem sintese de colagénio pelos osteoblastos.

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Factores de virulência (Moléculas e organelos) –A.actinomycemcomitans

Toxinas Leucotoxinas (específicas para espécie e para células-

monócitos, neutrófilos e alguns linfócitos) Forma poros na membrana plasmática

Citotoxinas (Cytolethal Distending Toxin /Immunosupressive Factor) Distende células Pára ciclo celular Rearranja actina Causa apoptose

LPS Polissacárido O antigénio imunodominante Reabsorção ósseas, agregação plaquetária, necrose da pele Liga hemoglobina Activa macrófagos ↓IL-1alfa e TNF ↑ citocinas proinflamatórias e anti inflamatórias

9-12-201533 T25 e26 MJC

Factores de virulência (Moléculas e organelos) – A.actinomycemcomitans

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Moléculas que se ligam ao Fc Inactivação da região Fc dos anticorpos inactivação da

fagocitose Inactivação do complemento

Vesículas Leucotoxina, LPS e bacteriocinas

Material extracelular Glicoproteína adesiva Indutora de reabsorção óssea

Fimbrias 54kDa e 6.5kDa Flp Papel na adesão

Factores de virulência (Mecanismos) – A.actinomycemcomitans Adesão

Mais eficiente em células com fimbrias Coadesão e coagregação apenas com

Fusobacterium Adesão não específica

Locus tad formação de longas fibrilas e pili Adesão específica a células epiteliais

Fimbrias ExAmMat Vesículas Adesinas (aae)

Adesão a matriz extracelular OMPs ligam colagénio e fibronectina 9-12-201535 T25 e26 MJC

Factores de virulência (Mecanismos) – A.actinomycemcomitans Invasão de células epiteliais

Escapa a fagocitose Transita entre células vizinhas Localiza-se nos pólos positivos do microtúbulos

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Factores de virulência (Mecanismos) – A.actinomycemcomitans Interferência com defesas do hospedeiro

Ligação a factores quimiotáticos (inibição de neutrófilos) Receptores de adesão Ligação ao endotélio Inibição e resistência ao H2O2 e outras defensinas do

hospedeiro Reabsorção óssea

SAM GroEL actua em osteoclastos e osteoblastos

LPS Provoca a libertação de cálcio

Microvesículas Apoptose

Activação de caspases

9-12-201537 T25 e26 MJC

Factores de virulência – Treponema denticola Proteínas de superfície

Msp com actividade formadora de poros (porina) e adesão (adesina)

Proteases Proteases tipo quimiotripsina (dentilisina) Adesão celular, destruição tecidular e invasão dos tecidos

Proteínas ligadoras de ferritina e hemoglobina Mobilidade e quimiotaxia

Mutantes imóveis não infectam hospedeiro Adesão

À matriz extracelular, células epiteliais e endoteliais Coagregação com P.gingivalis e Fusobacterium

9-12-201538 T25 e26 MJC

Factores de virulência – Treponema denticola Invasão de tecidos

Não invade as células propriamente ditas mas sim os tecidos Modulação da resposta do hospedeiro

Inactiva monocitos e neutrófilos

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Factores de virulência – E. corrodens Pili tipo IV

Espécies com pili corroem o agar das placas Exopolisacarídeo

Ligado à supressão imunológica LPS

Actividade hemaglutinadora adesão a células epiteliais

Reabsorção óssea OMPs

Efeitos citotoxicos em macrófagos Induz agregação plaquetária Consome complemento

9-12-201540 T25 e26 MJC

Factores de virulência – E. corrodens Adesão

Células epiteliais, macrofagos e eritrócitos Lectin Like substance (EcLS) Liga-se a Streptococcus sanguis e Actinomyces

viscosus Indução de citocinas proinflamatórias

IL-6, IL-8 e PGE2 Inibição do crescimento

Esgota lisina do meio convertendo para cadaverina inibe crescimento de células epiteliais

9-12-201541 T25 e26 MJC

Factores de virulência – Fusobacterium nucleatum Toxinas

Butirato, propionato e amónia matam e inibem profliferação de fibroblastos

Coagregação Muito prevalente com várias espécies de

anaeróbios obrigatórios colonizadores tardios Adesão

Adere fortemente a fibronectina, e colagénio. Adere especificamente a PMNs, Macrófagos,

linfócitos, fibroblastos e células epiteliais

9-12-201542 T25 e26 MJC

Factores de virulência – Prevotela intermedia Fimbrias

Vários tipos e tamanhos Hidrolases

Proteases de Igs Hemolisinas e hemaglutininas Coagregação

Muito especifica com Actinomyces Adesão

A células epiteliais A colagénio tipo I, fibrinogénio, laminina e IgG.

Invasão de células epiteliais Indução de citocinas inflamatórias

9-12-201543 T25 e26 MJC

Factores de virulência – Tanerella forsythia Hidrolases

Protease tipo tripsina Protease de cisteina especifica para arginina Sialidase

Coagregação Com P.gingivalis e S. cristatus

Adesão BspA liga a fibrinogénio e fibronectina Liga-se a eritrocitos, fibroblastos e leucocitos

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Destruição tecidular em Perio Mediada pelo sistema imunitário Causada directamente por factores de

virulência dos MO

9-12-201545 T25 e26 MJC

Lesão inicial Histologicamente é uma resposta inflamatória

aguda Alterações vasculares Degradação do colagénio Alterações nas células epiteliais Infiltração dos tecidos por neutrófilos

Infiltrado de células linfóides dominadas por linfócitos T

Perda de colagénio Migração do epitélio (retração gingival)

9-12-201546 T25 e26 MJC

Lesão estabelecida Linfócitos B predominam Células plasmáticas MNP Neutrófilos infiltram-se no epitélio

9-12-201547 T25 e26 MJC

Lesão avançada Células plasmáticas predominam Perda de tecido conjuntivo Perda óssea

9-12-201548 T25 e26 MJC

Neutrófilos Barreira ao nível do epitélio juncional Patologias raras (neutropenias) periodontite

precoce e severa Mas c/ MO mediadores de destruição celular

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Factores genéticos de predisposição Genes de controlo da função dos neutrófilos

IL1 e TNF Receptores FC nas célula fagociticas

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Modelos animais da periodontite Não há nenhum ideal

Primatas Semelhança anatómica MI semelhante Desenvolvem perio com idade Histopatologia diferente Provoca-se perio aumentando a deposição de placa

bacteriana Estudos para o desenvolvimento de vacinas e dos

factores que controlam a perda óssea

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Modelos animais da periodontite

Roedores Ratinhos (mice)

Várias diferenças quer na dentição quer na flora Economia Conhecimento genético de estirpes Estudos do papel dos vários determinantes

imunológicos Determinação de patogenicidade e factores de

virulência

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Modelos animais da periodontite

Roedores Ratos (Rats)

Dentes maiores manipulação mais fácil Utilização de espécie gnotobióticas para ver efeitos de

infecção por um único agente Estudos de vacinação

9-12-201553 T25 e26 MJC

Bibliografia

Capítulo 12 até p 261

Capítulo 33

9-12-201554 T25 e26 MJC

Capítulo 22-23

Artigos de Keystone pathogens (P.gingivalis e Filifactor allocis)